DE4218855A1

DE4218855A1 - Drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE4218855A1
Application number: DE19924218855
Authority: DE
Inventors: Hans-Hermann Enke; Christian Donat
Original assignee: Carl Enke Pumpen und Gebl GmbH
Current assignee: Carl Enke Pumpen und Gebl GmbH
Priority date: 1992-06-09
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1993-12-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zur Förderung von flüssigen Medien mit hohem Feststoffanteil, insbesondere auch zur Förderung von Schlämmen unterschiedlicher Art mit abrasi ven und fasrigen Bestandteilen. Derartige Pumpen finden vor allem in der Abwassertechnik, bei der Aufbereitung von Depo nien und in der Landwirtschaft Anwendung.

Drehkolbenpumpen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.

So arbeitet eine bekannte Pumpe dieser Art mit einem Dreh kolben mit elliptischem Querschnitt in einem zylindrischen Pumpengehäuse, wobei ein Sperrschieber auf einer Seite des Zylinders dafür sorgt, daß Saug- und Druckraum auch in den Phasen voneinander abgedichtet sind, wenn die Außenfläche des elliptischen Kolbens mit der Zylinderwand nicht in Kontakt steht.

Da die mit Federkraft arbeitende Sperrschiebersteuerung Rei bungsverluste erzeugt und auch hinsichtlich des Verschleißes, vor allem bei der Förderung abrasiver Dickstoffe, grobe Pro bleme verursacht, sind heute meist Drehkolbenpumpen im Ein satz, die mit zwei zentrisch rotierenden, zwei- oder dreiflügligen Drehkolben arbeiten, die, durch ein Gleich laufgetriebe gesteuert, sich synchron und gegenläufig in einem aus Zylindersegmenten bestehenden Pumpengehäuse drehen und dabei das zu fördernde Medium in den Kolbenkammern von der Saug- zur Druckseite der Pumpe bewegen. Durch das syn chrone Abwälzen der Kolbenumfänge aufeinander und durch das meist berührungslose Vorbeigleiten der hervorstehenden Teile der Kolbenumfänge an den Zylindersegmenten des Pumpengehäuses wird eine gute Abdichtung von Saug- und Druckseite der Pumpe gewährleistet bei, verglichen mit den Pumpen mit Sperrschie ber, reduziertem Verschleiß. Trotzdem bleiben auch bei diesen Pumpen, bei ihrer Anwendung zur Förderung von Dickstoffen, der Verschleiß und die damit einhergehenden Störfälle das Hauptproblem. Dabei betrifft der Verschleiß nicht nur die Kolbenumfänge sondern auch die seitlichen Lager- und Füh rungsebenen der Drehkolben und des Gehäuses.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Ver schleißproblematik bei Drehkolbenpumpen zur Förderung von Dickstoffen mit abrasiven Anteilen, wesentlich zu reduzieren und bei Störfällen die Stillstandszeiten auf ein Minimum zu beschränken.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 13.

Die Erfindung gewährleistet durch die profilierte Beschich tung der Drehkolben und die besondere Gestaltung ihrer Stirn flächenkonturen sowie durch deren Zusammenwirken unter Vor spannung mit den Seitenwänden des Pumpengehäuses eine wesent lich höhere Standzeit gegenüber den bekannten Pumpen. Die be sondere Gestaltung des Pumpengehäuses ermöglicht es, ver schlissene Drehkolben in der Pumpe auszutauschen, ohne diese von den Rohrleitungen oder vom Antrieb trennen zu müssen, so daß die Wartungs- und Reparaturzeiten auf ein Minimum ver kürzt werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von bevorzugten Aus führungsbeispielen in Verbindung mit den Fig. 1 bis 5 näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die aufgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe.

In Fig. 2 ist die Pumpe in Vorderansicht mit Blick auf den Ansaugflansch dargestellt.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten des beschichteten Dreh kolbens in Seitenansicht,

Fig. 4 ist die Schnittansicht A-A des in Fig. 3 dargestellten Drehkolbens.

In Fig. 5 werden einige weitere Beispiele für Formen der Profilierung der Kolbenoberfläche dar gestellt.

Das zu befördernde Medium 1 (siehe Fig. 1), z. B. mit ab rasiven Dickstoffen und Faserstoffen belastete Schlämme, ge langen über den Ansaugflansch 2 in das Pumpengehäuse 3. Dort bewegen sich, aneinander abwälzend und gegenläufig, durch ein Gleichlaufgetriebe gesteuert, die Drehkolben 4 und 5, wobei zwischen den Kolben und den zylindersegmentförmigen Gehäuse wandteilen als auch zwischen den Kolbenumfangsflächen selbst ein geringfügiges Spiel besteht, so daß zwischen diesen Bau teilen keine direkte Reibung entsteht. Die Kolben 4 und 5, deren Grundkörper 6 aus Grauguß besteht (siehe Fig. 3 und 4), sind mit einer mehrere Millimeter dicken Gummi- oder Kunst stoffschicht 7 beschichtet und tragen an ihren Abwälzflächen eine rillenförmige Profilierung 8, wobei die Rillen entweder geradlinig, parallel zur Richtung der Drehachse verlaufen oder unter einem Winkel oder spiralförmig zur Drehachse und im Querschnitt betrachtet, entsprechend der Darstellung in Fig. 5, ein Profil in Sinusform 10, Rechteckform 11, Säge zahnform 12, Trapezform 13, Spitzform 14 oder einer Kombina tion von zwei oder mehreren der vorgenannten Formen 15, tra gen. Aber auch jede andere Rillenform, wie z. B. halbkreis förmig, und jede andere Kombination von verschiedenen Rillen formen sind denkbar. Diese Profilierung der Beschichtung führt zu dem überraschenden Effekt, daß beim Transport von Medien mit abrasivem Dickstoff- bzw. Faseranteil Verschleiß und Störungen infolge Verklemmen der Drehkolben an der Ge häusewand oder aneinander wesentlich reduziert werden.

Ferner werden durch Gestaltung von Abstreif- und Dichtlippen 9 (siehe Fig. 3 und 4) an den Stirnseiten der Kolben mit geradem, konisch zulaufendem oder einem Querschnitt in Schau felform unter Ausbildung von Übergangsradien auch hier Stö rungen wesentlich reduziert. Auch Kombinationen der vorge schlagenen Querschnittsformen sowie teilweise Unterbrechungen und Fortführung entlang der Außenkonturlinie des Kolbens sind möglich.

Als sehr vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Abstreif- und Dichtlippen unter Vorspannung zwischen den antriebs- und endseitigen Gehäusedeckeln des Pumpengehäuses angeordnet sind.

Von erheblichem Vorteil gegenüber den bekannten Pumpen ist auch die Anordnung der Drehkolben im Pumpengehäuse in der Weise, daß ein Austausch der Kolben 4 und 5 möglich ist, ohne daß die Pumpe von der Antriebseinheit 16; 17 und von den Rohrleitungen demontiert werden muß. Dies wird erreicht, indem die Kolben 4 und 5 im Gehäuse so angeordnet sind, daß sie nach Abnehmen des endseitigen Gehäusedeckels 19 ohne wei teres herausgenommen und ausgetauscht werden können.

Die verschlissenen Kolben sind regenerierbar, d. h. die abge nutzte Beschichtung kann entfernt und der Kern des Kolbens kann mit einer neuen Beschichtung versehen werden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 zu beförderndes Medium
2 Ansaugflansch
3 Pumpengehäuse
4 Drehkolben
5 Drehkolben
6 Grundkörper der Drehkolben
7 Beschichtung
8 Profilierung der Kolbenumfangsflächen
9 Abstreif- und Dichtlippen
10 sinusförmige Rillenprofilierung
11 rechteckförmige Rillenprofilierung
12 sägezahnförmige Rillenprofilierung
13 trapezförmige Rillenprofilierung
14 spitzförmige Rillenprofilierung
15 kombinierte Rillenprofilierung
16 Antriebswelle
17 Getriebekasten
18 antriebsseitiger Gehäusedeckel
19 endseitiger Gehäusedeckel

Claims

1. Drehkolbenpumpe zur Förderung von flüssigen Medien mit hohem Feststoffanteil, inbesondere zur Förderung von Medien mit abrasiven Dickstoffen und fasrigen Bestand teilen, bestehend aus einem aus Zylindersegmenten be stehenden Pumpengehäuse mit oder ohne Beschichtung und zwei zentrisch rotierenden, mehrflügligen Drehkolben mit einem Kern aus einem harten Material hoher Festig keit und einer, die Stirn- und Seitenflächen bedecken den Beschichtung aus elastischem Material, die sich, von einem Gleichlaufgetriebe gesteuert, synchron und gegenläufig mit ihren Kolbenumfängen aufeinander abwäl zen und deren am weitesten vorstehende Flächen der Kol benumfänge an den Zylindersegmenten des Pumpengehäuses entlanggleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Be schichtung an den Kolbenumfängen eine Profilierung auf weist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Profilierung der Beschichtung des Kolbens rillenartig ausgebildet ist.

3. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen der Profilierung paral lel zur Drehachse verlaufen.

4. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen der Profilierung spiral förmig zur Drehachse verlaufen.

5. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen der Profilierung unter einem Winkel zur Drehachse angeordnet sind.

6. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmige Profilierung einen sinus-, nut-, säge zahn-, trapez- oder spitzförmigen Querschnitt besitzt.

7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß die rillenförmige Profilierung aus der Kombi nation von 2 oder mehreren Profilformen besteht.

8. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung der Beschichtung an den Kolbenumfängen im Wechsel mit andersartig gestalteten Flächenteilen ange ordnet ist.

9. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Beschichtung der Stirnseiten der Drehkolben Abstreif- und Dichtlippen (9) ausgeformt sind.

10. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Abstreif- und Dichtlippen (9) im wesent lichen einen rechteckförmigen, konischen oder schaufel artigen Querschnitt besitzen und daß deren Kanten mit Übergangsradien versehen sind.

11. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Kolben mehrere Abstreif- und Dichtlippen (9) gleicher Form oder in Kombination unterschiedlicher Formen angeformt sind.

12. Drehkolbenpumpe nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreif- und Dichtlippen unter Vorspannung zwischen den antriebs- und endseitigen Ge häusedeckeln (18, 19) des Pumpengehäuses angeordnet sind.

13. Drehkolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abnehmen des endseitigen Gehäusedeckels (19) die Dreh kolben (4, 5) aus dem Gehäuse entnehmbar sind.